低位热源形式的特点

1、 1 / 6 2.1各种 2.1.1空气源热泵 空气源热泵有许多优点,如高效、节能、环保，无须安装冷却塔，可以不占 用机房，使用维护方便等。 空气源热泵在高层建筑中应用，可能会面临室外换热器安装不便的问题。 一般高层建筑的室外换热器安装在裙房或塔楼的屋顶，但当热泵台数较多，换 热器占地面积大或屋顶需要承担其它功能时，就需要为空气源热泵的室外换热 器寻找合适的安装位置。 多年的运行经验还表明，空气源热泵在寒冷地区应用存在以下突出问题： （1）热负荷与供热能力变化不一致随着室外环境温度的降低，压缩机 吸气比容增大，使得机组制冷剂质量流量迅速下降，这样机组的制热量就以相 应比例下降与此同时，建筑物热

2、负荷却随室外温度的降低而增大，这就涉 及到平衡点温度问题。所谓平衡点温度是指建筑热负荷与热泵机组所提供的供 热量相等时所对应的室外温度。当室外温度低于平衡点温度时，热泵供热量不 足，需要增加辅助热源，这将使设备初投资增加，系统更复杂，给运行、维 护、调节带来不便。平衡点温度取得过低，则选用的辅助热源较小，甚至可以 2 / 6 不设辅助热源，但这样热泵容量过大，机组长期在部分负荷下运行，效率降 低；如平衡点温度选得过高，则所需辅助热源过大，亦不利于节能。只有合理 平衡点温度，才能将此矛盾对系统经济合理性的影响降到最低限度。 （2）压缩机的工作状况变差随着室外环境温度的降低，压缩机的吸气 压力降低

3、，压缩比增大，压缩过程严重偏离正常压缩过程，导致机组排气温度 急剧上升。压缩比增大造成压缩机的输气系数、输气量及效率的下降。同时压 缩机排气温度过高，使润滑油的粘度急剧下降，影响压缩机的润滑。压缩比过 大使得压缩机排气温度超温、系统频繁启停，无法正常工作。 （3）低温结霜问题当室外温度较低而相对湿度过大时，室外换热器发 生结霜现象 。换热表面上的积霜若不及时清除，将堵塞空气通道，减小传热 表面，增大传热热阻，使得供热量骤减，空气流动阻力显著增加，换热效率明显降低，制冷装置的总体性能下降。结霜严重时，除霜损失大，系统供热量及运行的可靠性、经济性均受影响，甚至有可能发生停机现象。因此,必须适时进行

4、除霜，以保持系统高效率运行。 （4）节能效果降低室外温度降低，导致蒸发温度降低，在相同冷凝温 度下条件，压缩比大，单位制热量耗功增加，制热性能系数下降，再加上除霜 3 / 6 耗能，供热季节性能系数降低，能源利用率降低，热泵较其它热源形式的优越 性被削弱，甚至不如其它热源形式经济合理。 2.1.2地表水源热泵 水的热容量大，换热系数大，机组效率高，地表无需回灌，投资小，环境 破坏小。 地表水热泵的应用条件及存在的问题如下： （1）附近有便于取用的地表水源的建筑才可能考虑此低位热源形式，多 数高层建筑周围不具备这样的有利条件。 （2）地表水水质比传统空调用水要差得多，换热器易出现腐蚀、堵塞等 现

5、象。水质对水处理成本，设备寿命，系统经济性影响很大。 （3）北方冬季气温低，地表水热能品味低，难以被利用，这极大地限制 了水源热泵在北方的应用。 2.1.3地下水源热泵 深井回灌式的地下水源热泵空调系统，近年来发展较快，在我国上海、浙 江、北京、内蒙古等许多地区都有了工程应用实例。 地下水水温比较恒定，为热泵提供较低的冷凝温度和较高的蒸发温度，使 地下水源热泵具有较高的制冷、制热性能系数，是建筑物夏季供冷、冬季供暖 的一种稳定、高效、节能、环保的冷热源设备。 地下水源热泵应用条件及存在的问题如下： 4 / 6 （1）水量、水质、水温问题。必须要有丰富、稳定、优质的地下水资 源，才能显现水源热泵

6、的优越性。 （2）要有便于开采回灌的地质条件。 （3）建筑物周围必须具备井群布置条件。深井涉及到地面沉降问题，会 对邻近的建筑基础造成影响。且如果井间距离过小，可能会形成抽水与回灌的 热短路。 （4）地下水源热泵可能会造成地下水的污染和破坏。 （5）地下水使用政策，也影响地下水源热泵的经济性。 2.1.4土壤源热泵 土壤源热泵环保无污染，符合可持续发展的要求。地下土壤温度一年四季 相对稳定，冬季比室外环境空气温度高，夏季比环境温度低，这种温度特性使 得土壤源热泵效率较高 39 。土壤温度波动小的特性也使得热泵机组运行更稳 定、可靠，维护费用降低 40 。土壤的蓄能特性实现了冬、夏季能量的互补性

7、， 提高了热泵的性能系数。 土壤源热泵的应用条件及存在的问题如下： 5 / 6 （1）土壤导热系数小，使埋地换热器的面积较大，这就需要较大的埋管 场地。 （2）连续运行时，热泵的冷凝温度或蒸发温度受土壤温度的影响而发生 波动。 （3）此低位热源形式涉及钻探工程，东北地区的一些项目甚至要穿越冻 土层，施工困难，系统投资比较大。有资料统计，钻孔工程量大约为每平米 建筑面积的12倍，特别是垂直地埋管式地源热泵系统，需要大量的钻孔工 程，系统地下部分的投资约与地上部分持平，影响了一些业主对于该技术的 选择。 2.1.5太阳能热泵 太阳能具有分布广泛、无需运输、安全、节能环保等优点。 太阳能热泵的应用条

8、件及存在的问题如下： （1）太阳能能流密度低且不稳定太阳能能流密度低，要获得足够的热 量需要较大的面积，集热器布置困难。太阳能受天气、季节影响较大，单一的 太阳能装置对许多连续用能的用户来说往往不能满足要求，需要其它热源 作为补充，或采取必要的蓄能措施。 （2）投资经济性差太阳能热泵系统初投资偏高，我国目前的能源结构 和较低的燃料价格直接影响太阳能热泵的市场竞争力。 6 / 6 （3）技术不成熟目前我国的太阳能利用主要集中在被动式太阳房采暖 和热水器提供家用热水上，而主动式太阳能供热系统的开发利用还相对落后。 我国对太阳能热泵的研究起步较晚，各种类型的太阳能热泵性能及其自动化水 xx有待提高。 （4）标准化生产太阳能热泵产品标准化水平不高。只有实现太阳能热 泵系统的产业化发展和规模化应用，从而大幅度降低生产成本，才能增强其 市场竞争力。 2.3各种低位热源形式的综合比较 根据上述分析，将各种低位热源做比较见表2-1。在进行场地大小比较 时，以相同供热量下太阳能热泵所需集热